論我國主要農(nóng)作物良種繁育技術(shù)的演變

徐保欽 李書田 劉承煥 徐方杰 孟魯軍 程冉

摘? ? 要：文章介紹了3種不同良種繁育技術(shù)體系的理論和基本程序，并對我國主要農(nóng)作物良種繁育技術(shù)的演變進行分析，為作物良種繁育提供參考。實踐表明，株系循環(huán)法在當今市場經(jīng)濟條件下仍然是良種繁育的主要方法之一，在將來也還會有廣闊前景。

關(guān)鍵詞：育種家種子;原種;良種;低溫貯藏繁殖法;循環(huán)選擇法;株系循環(huán)法

文章編號：1005-2690（2022）07-0129-04? ? ? ?中國圖書分類號：S339.4;S-09? ? ? ?文獻標志碼：A

良種繁育是一門研究如何保持品種種性和如何生產(chǎn)優(yōu)良品種優(yōu)質(zhì)種子的科學。良種繁育工作的意義，一是盡快應(yīng)用和普及良種，新選育出的或引進的品種種子數(shù)量少，迅速、大量繁殖種子，可以盡快發(fā)揮品種作用。二是品種防雜保純，原有良種也要提純生產(chǎn)原種，加速擴繁，代替已經(jīng)混雜退化的品種種子，從而延長品種使用年限。

1 良種繁育的技術(shù)路線

良種繁育的技術(shù)路線在世界各國有所不同。農(nóng)業(yè)發(fā)達國家采用最多的是低溫貯藏繁殖方法。我國20世紀50～80年代中期運用循環(huán)選擇法。1985年陸作楣教授在實踐的基礎(chǔ)上提出了“株系循環(huán)法”[1]，在江蘇一些單位示范，效果顯著。1990年江蘇省將其列為重點項目推廣。1996年1月，稻麥株系循環(huán)法原種生產(chǎn)技術(shù)通過了江蘇科技成果鑒定。此后，全國多地先后推廣，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.1 低溫貯藏繁殖法

在農(nóng)業(yè)發(fā)達國家，良種繁育多采用低溫貯藏繁殖法。每年由育種者提供一定數(shù)量的育種者種子，在選定的專業(yè)農(nóng)場中繁殖，產(chǎn)生基礎(chǔ)種子，基礎(chǔ)種子再經(jīng)過選定農(nóng)場繁殖，產(chǎn)生注冊種子和合格種子，供應(yīng)大田生產(chǎn)使用。這樣的繁殖過程每年重復。一般一個農(nóng)場生產(chǎn)一個品種，嚴格制定防雜保純措施，實行機械化作業(yè)，嚴格檢測制度，把混雜程度降到最低。由于種源質(zhì)量高，加上必要的去雜、去劣措施，能夠保證品種的純度和種性。圖1是重復繁殖法的圖示。

低溫貯藏繁殖法要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)達到一定水平，要求種子生產(chǎn)區(qū)域化、專業(yè)化、標準化、商品化、機械化程度高，技術(shù)條件好，管理水平達到一定標準。這些條件在發(fā)達國家可以達到，在發(fā)展中國家可以借鑒使用。近年來，河南省種子部門實施的四級繁育法，即屬于低溫貯藏繁殖法。

1.2 循環(huán)選擇法

這是我國在1953年，從前蘇聯(lián)引進并沿用至今的良種繁育方法[2]，它包括原種的生產(chǎn)和原種的繁殖兩部分，又可以分為三圃制、二圃制、一圃制。

1.2.1 三圃制

三圃制原種生產(chǎn)包括以下過程：

單株選擇。在品種群體中，選擇適量的單株（穗），一般要經(jīng)過田間初選和室內(nèi)決選。株行比較入選的單株（穗），每單株（穗）種子種成一行或一個小區(qū)。

株系比較。中選株行下一季再分別種成株系，每株行的種子種成一個較大小區(qū)，觀察比較。

混系繁殖。在下一季將當選株系混合繁殖，得到原種。原種繁殖即可為大田供種。

1.2.2 二圃制

1990年前后，各地為了節(jié)省時間和成本，逐漸將“三圃法”簡化為“兩圃法”，即將株系圃省去，直接將中選的株行混合種子繁殖原種。但最費事的選單株和種株行都無法簡化，株行鑒定的效果也不如株系可靠，雖然節(jié)省了一年時間，但原種數(shù)量大減，因而“兩圃法”雖然應(yīng)用至今，但還是一種過渡辦法。

1.2.3 一圃制

在總結(jié)小麥三圃制的利弊基礎(chǔ)上，1996年豫北種子聯(lián)合體和河南省農(nóng)業(yè)科學院提出一圃制生產(chǎn)小麥種子技術(shù)，可以概括為“單粒點播、分株鑒定、整株去雜、混合留種”。實踐證明，這種方法生產(chǎn)的原種與三圃制、二圃制生產(chǎn)的原種相比純度相當，產(chǎn)量略高，差異不明顯。

圖2是循環(huán)選擇法的圖示。

1.3 株系循環(huán)法

南京農(nóng)業(yè)大學陸作楣教授于1985年提出了株系循環(huán)法[3]。這種方法克服了三圃制和二圃制的缺點，通過建立保種圃，最后建立穩(wěn)定優(yōu)良品種群體。

1.3.1 株系循環(huán)法的基本程序

株系循環(huán)法的基本程序分為保種圃、基礎(chǔ)種子田和原種田三部分。

圖3是簡單的示意圖。

單株選擇：以育種單位提供的原種為單株選擇的初始群體，建立單株選擇圃。單株選擇方法與三圃制相同，單株選擇數(shù)量應(yīng)根據(jù)保種圃的面積、株行淘汰比率和保種圃每個系種植數(shù)量來確定。一般每個品種決選株數(shù)多于150株，初選株數(shù)在300株以上。

株行鑒定：田間鑒定與記載方法與三圃制是相同的，選擇品種典型性、整齊度與原品種一致的株行。淘汰率20%。在每個當選株行中選擇5～10個單株并混合其種子，得到的群體比株行大、比株系小。各系的種子分別收獲、編號、保存。

建立保種圃：將上一年收獲的各系種子種成株行，建立保種圃。保種圃中，經(jīng)過鑒定入選的株系不再輕易變動，省去了每年選擇大量單株和種植株行的工作量。保種圃中各個系經(jīng)過逐年連續(xù)鑒定和淘汰，可以在維持品種群體基本穩(wěn)定的前提下提高有利基因的頻率。稻、麥、大豆等自花授粉作物，在自然狀態(tài)下連續(xù)自交純合，各系留種用的單株不必人工控制授粉，但對棉花、高粱、甘藍型油菜、玉米自交系、瓜類等常異花授粉和異花授粉作物，應(yīng)采用自交（自花或同株花授粉）或近交（系內(nèi)株間授粉）的方法，以促使個體基因型的純合和群體的穩(wěn)定，提高鑒定和選擇的效率[4]。

建立基礎(chǔ)種子田：將上一年收獲的核心種子混合繁殖，建立基礎(chǔ)種子田?；A(chǔ)種子田應(yīng)安排在保種圃外面，四周種植同一品種原種。要求田塊集中，土地平整，排灌條件好。注意防雜去劣[5]。

建立原種田：將基礎(chǔ)種子進一步連片種植，生產(chǎn)原種。注意去雜去劣，保證純度。根據(jù)江蘇各地經(jīng)驗，一個小麥品種建立0.067 hm2左右的保種圃，保存50～200個系，可以生產(chǎn)原種20萬 kg。

1.3.2 株系循環(huán)法田間布置

為了防止生物學混雜，保種圃，基礎(chǔ)種子田和原種田可作同心環(huán)帶狀布置。如圖4所示。

2 我國主要農(nóng)作物良種繁育技術(shù)的演變

2.1 中華人民共和國成立后我國種子工作發(fā)展歷程

我國種子工作發(fā)展歷程一般分為5個階段。

1） 1950—1956年：基礎(chǔ)階段。1950年4月，原農(nóng)業(yè)部下發(fā)《五年普及良種計劃（草案）》，群眾參與選種育種。1952年，調(diào)整并組建大專院校，擴大農(nóng)業(yè)院校招生規(guī)模，提高農(nóng)業(yè)教育質(zhì)量。1956年，原農(nóng)業(yè)部設(shè)立種子局。20世紀50年代初，對地方品種征集，整理，當時征集到21萬份材料，為我國種子工作奠定了基礎(chǔ)。

2） 1957—1966年：“四自一輔”階段。1956年1月，中共中央《1956到1967年全國農(nóng)業(yè)發(fā)展綱要（草案）》中，將推廣良種作為發(fā)展農(nóng)業(yè)主要措施之一。1959年10月19日《人民日報》社論《堅持農(nóng)業(yè)八字憲法》一文中，“種”是其一。1962年中共中央、國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加強種子工作的決定》中指出，“一般農(nóng)作物種子主要靠生產(chǎn)隊自選、自繁、自留、自用”，后來增加“輔之以必要的調(diào)劑”。此所謂“四自一輔”種子工作方針。

3） 1967—1978年：提純復壯階段?！拔幕蟾锩遍_始后，種子工作受到?jīng)_擊，“四自一輔”方針仍然是指導方針，提純復壯技術(shù)發(fā)揮重要作用。

4） 1979—1994年：“四化一供”階段。黨的十一屆三中全會后，我國種子工作得到發(fā)展，1978年國務(wù)院批轉(zhuǎn)《關(guān)于加強種子工作的報告》中，提出“四化一供”種子工作方針，即“種子生產(chǎn)專業(yè)化、加工機械化、質(zhì)量標準化、品種區(qū)域化和以縣為單位統(tǒng)一供種”。1989年5月1日頒發(fā)了《中華人民共和國種子管理條例》，后來陸續(xù)頒發(fā)《農(nóng)業(yè)法》《農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣法》《科學技術(shù)進步法》，我國種子工作步入正軌。

5） 1995年至今：產(chǎn)業(yè)化階段。1995年全國種子會議召開，我國種子工作進入市場化、產(chǎn)業(yè)化階段。

2.2 自花授粉常規(guī)品種的良種繁育

20世紀60～90年代，良種繁育方法以三圃制為主。三圃制有不少缺點，3～4年一個周期，人力物力花費大，人工選擇標準難以掌握，經(jīng)常出現(xiàn)偏差。對于自花授粉作物而言，推廣品種是一個純系，有特異性、穩(wěn)定性、一致性。三圃制過度強調(diào)選擇，并且優(yōu)中選優(yōu)，導致三圃制繁育種子方法效率偏低。我國“四化一供”種子工作方針要求，種子質(zhì)量合格、數(shù)量足夠、繁育快速。后來科技人員對三圃制改良，形成了“兩圃制”技術(shù)，但是其弊端還在。陸作楣教授（1999）[6]研究提出的株系循環(huán)法，克服了三圃制和二圃制的缺點，使繁育效率提高、種子質(zhì)量提升。

2.3 自花授粉作物雜交種（雜交稻為例）的良種繁育

我國自1973年實現(xiàn)秈型野敗“三系”配套以后，各地對雜交水稻種子生產(chǎn)進行了大量研究[7]，創(chuàng)造和積累了豐富經(jīng)驗，制種產(chǎn)量逐步提高。

陸作楣（1983）[8]在大量研究的基礎(chǔ)上，提出了雜交水稻種子混雜來源于機械混雜和生物學混雜。不育系繁殖如果混進了保持系，以及繁殖和制種過程中發(fā)生其他常規(guī)品種或雜交稻的生物學混雜，就會造成雜交稻種子嚴重退化。此后，在1982年提出線性雜交稻制種“三系七圃法”?！叭灯咂苑ā痹诤髞淼膶嵺`中證明是行之有效的[9]。

2.4 常異花授粉作物的良種繁育

常異花授粉作物是指以自花授粉為主，也常發(fā)生異花授粉的作物，是自花授粉作物與異花授粉作物的中間類型，天然異交率在5%～50%之間。典型的常異花授粉作物有棉花、高粱、粟、蠶豆、甘藍型油菜、芥菜型油菜、辣椒等。

20世紀90年代陸作楣等（1993）[10]認識到剩余變異是棉花品種退化的主要原因而創(chuàng)制了“自交混繁法”，在生產(chǎn)實踐中取得了較好的效果。由于其具有易擴大生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)種量大，到手早、起點高、推廣應(yīng)用速度快，生產(chǎn)的棉種質(zhì)量優(yōu)良而穩(wěn)定，方法簡單易行，節(jié)省人力和財力等優(yōu)點，逐漸成為我國棉花良種繁育的一種主要方法。

參考文獻：

[1]陸作楣.試論農(nóng)作物良種繁育的技術(shù)路線問題[J].種子，1983（4）：48-52.

[2]陸作楣，陶謹.農(nóng)作物良種繁育知識（三）——第四講 良種繁育的基本程序[J].種子通訊，1989（3）：45-46.

[3]陸作楣，陶謹.稻麥良種繁育新技術(shù)——株系循環(huán)法[J].種子世界，1992（10）：18-19.

[4]陸作楣，承泓良，焦達仁.棉花“自交混繁法”原種生產(chǎn)技術(shù)研究[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報，1990（4）：14-20.

[5]陸作楣，陶瑾，孫榮才，等.論我國雜交稻親本繁育技術(shù)的演變[J].雜交水稻，1993（2）：1-3.

[6]陸作楣，陶瑾.論“株系循環(huán)法”[J].種子，1999（4）：3-5，8.

[7]陸作楣.論雜交稻育種的配合力選擇[J].中國水稻科學，1999（1）：1-5.

[8]陸作楣.雜交稻“三系七圃法”原種生產(chǎn)技術(shù)的探討[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報，1983（1）：22-26.

[9]穆培源，王有德，張吉貞，等.小麥良種繁育技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].新疆農(nóng)墾科技，2002（5）：20-24.

[10]陸作楣，郭先桂，承泓良，等.棉花“自交混繁法”原種生產(chǎn)技術(shù)的理論和實踐[J].種子，1993（5）：28-30.

（編輯：徐昀徵）